机械原理期末考试绝版(第二版)PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.3,图示为凸轮机构的起始位置，试用反转法直接在图上标出：,）凸轮按,方向转过,45,o,时从动件的位移；,）凸轮按,方向转过,45,o,时凸轮机构的压力角,s,-,-,45,o,A,1,1,3,4,题图,3,4,所示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为一半径为,R,的偏心圆盘，圆盘的转动中心在,O,点，几何中心在,C,点，凸轮转向如图所示。试在图上作出从动件的初始位置，并在图上标出图示位置时凸轮转过的转角,和从动件摆过的摆角,。,O,2,O,B,B,0,A,A,C,B,max,解,:,(1),作出从动件的初始位置,(2),从动件摆过的摆角,(3),凸轮转过的转角,(4),从动件最大摆角,3,3-5,图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在,A,点，半径,40mm,，凸轮转动方向如图所示，,l,OA,25mm,，滚子半径,r,r,mm,，试问：,（）凸轮的理论曲线为何种曲线？,（）凸轮的基圆半径,r,b,？,（）在图上标出图示位置从动件的位移,s,，并计算从动件的升距,h,？,（）用反转法作出当凸轮沿,方向从图示位置转过,90,o,时凸轮机构的压力角，并计算推程中的最大压力角,max,？,（）若凸轮实际廓线不变，而将滚子半径改为,15mm,，从动件的运动规律有无变化？,4,O,A,h,s,-,Bo,5,解：,）理论轮廓曲线为：以点为圆心，半径为,R,r,r,的圆,）此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的,r,b,r,b,r,r,mm,3,）从动件的位移如图所示,升程,h,rr,rb,mm,4,）从动件导路沿,方向转过,90,o,到,B,，压力角,如图中所示。,高福低代后机构为曲柄滑块机构。当曲柄转到与机架垂直时，有最大压力角。,5,）实际轮廓曲线不变，滚子半径,r,r,为时，从动件的运动规律改变，因为构件,ABo,的长度改变为,55mm,。,6,O,A,-,Bo,B,1,s,问题：,若将对心从动件改为偏置从动件，当凸轮和从动件在图示,B,0,B,1,点接触时，凸轮的转角？,7,例 在图,3.19,所示的凸轮机构中，从动件的起始上升点均为,C,点。,(1),试在图上标注出从,C,点接触到,D,点接触时，凸轮转过的角度,及从动件走过的位移；,(2),标出在,D,点接触时凸轮机构的压力角,。,8,r,b,S,r,b,9,解：,（,3,）以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值相等，等于传动比。,10,z,2,z,2,z,1,z,3,解：,故两对齿轮传动不能都采用标准齿轮传动,方案一：,a=a,12,1,、,2,齿轮采用零传动，,2,、,3,采用负变位传动,方案二：,a=a,23,1,、,2,齿轮采用正传动，,2,、,3,采用零传动,合理,方案三：,1,、,2,齿轮采用正传动，,2,、,3,采用负传动,11,例 用标淮齿条刀具,(m=5mm,、,20,o,、,c*,0.25,，,ha*,1),切制一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知齿数比为,i,4,，,Z,1,20,，安装中心距,a,255mm,。试求：,（,1,）两轮的节圆半径,r,1,、,r,2,和啮合角,；,（,2,）两轮的分度圆半径和基圆半径；,（,3,）小齿轮齿廓上最大曲率半径和最小压力角；,（,4,）该对齿轮应选何种类型的变位齿轮传动。,（,5,）如将该对齿轮采用齿数、模数、压力角完全相同的斜齿轮传动，试计算该对斜齿轮的螺旋角。,解：,12,该对齿轮应选正变位齿轮传动。,a=m,n,(z,1z,2,)/2cos,O,A,N,k,r,b1,13,5-8,题图,5-8,所示轮系中，已知各轮齿数为,:z,l,=60,z,2,=20,z,2,=20,z,3,=20,z,4,=20,z,5,=100,。试求传动比,i,41,解：该轮系为,3K,轮系,1,，,2-2,，,3,，,4,，构成差动轮系,1,，,2-2,，,5,，构成行星轮系,代入上式即可得,i,41,14,5.10,在图所示轮系中，设已知各轮齿数为：,z,1,，,z,2,，,z,2,，,z,3,，,z,3,和,z,4,，试求其传动比,i,1H,。,解：该轮系为行星轮系,15,5-13,在题图,5-13,所示双螺旋桨飞机的减速器中，已知,z,1,=26,，,z,2,=20,z,4,=30,z,5,=18,，,n,1,=15000r/min,，求螺旋桨,P,、,Q,的转速,n,P,、,n,Q,及转向。,16,5.14,图示轮系中，已知,z,1,22,，,z,2,33,，,z,3,z,5,。,1,）若,1,2,3,均为正确安装的标准齿轮传动，求,z,3,的齿数为多少？,2,）求传动比,i,15,？,解：,1,）由同心条件得：,z,3,2z,2,z,1,88,）,构成差动轮系，有：,，构成定轴轮系,n,5,n,H,，,n,3,n,3,。,2,H,3,3,1,4,5,17,5.15,图示传动装置中，已知各轮齿数为：,z,120,，,z,2,40,，,z,3,30,，,z,1,60,，,z,5,30,，,z,5,20,，,z,4,44,，,z,3,40,，为右旋三头螺杆，为蜗轮，,z,7,63,。试问：当轴以,n,a,60r,min,的转速按图示方向转动时，蜗轮的转速,n,7,为多少？转向如何？,解：，构成定轴轮系,，构成定轴轮系。,3,，,4,，,5,，构成差动轮系,n,3,n,3,40r/min,n,5,n,5,120r/min,18,即蜗杆的转速,n,6,13.33r/min,转向与,n,A,的转向相反,蜗杆为右旋，头数为，即,z,6,，用右手定则判定蜗轮的转向为顺时针。,n,7,40/63,（,r/min,）,19,例 图示为一种大速比减速器的示意图。动力由齿轮,1,输入，,H,输出。已知各轮齿数为：,z,1,12,，,z,2,5l,，,z,3,76,，,z,2,49,，,z,4,12,，,z,3,73,。,(1),试求传动比,i,1H,。,(2),若将齿轮,2,的齿数改为,52,，则传动比,i,1H,又为多少,?,解：,1,2,3,构成定轴轮系,2,，,4,，,3,，构成差动轮系,20,n,2,n,2,n,3,n,3,21,5-17,图示的轮系中，已知各轮齿数为,z,1,32,，,z,2,34,，,z,2,36,，,z,3,64,，,z,4,32,，,z,5,17,，,z,6,=24,。若轴,A,按图示方向以,1250r,mim,的转速回特，轴,B,按图示方向以,600 r,min,的转速回特，试确定轴,C,的转速大小及转向。,解：,1,2-2,3,4,构成差动轮系,4,5,6,构成定轴轮系,代入即可求,n,3,=26.47,22,5-18,图,所示的变速器，已知,z,1,z,1,z,6,28,，,z,3,z,5,z,3,80,，,z,2,z,4,z,7,26,。,当鼓轮,A,，,B,，,C,分别被制动时，求传动比,i,1H,。,解：,）鼓轮被制动时,，,(H),构成定轴轮系,）鼓轮被制动时,1,，组成,行星轮系,；,，,3,，,h,组成,差动轮系,）鼓轮被制动时，,，组成差动轮系；,，,，组成行星轮系,23,i,1H,n,1,/n,H,3,75,24,7-1,题图所示机构中，已知,P5,1000N,，,AB,100mm,BC,CD,2AB,、,CE,ED,DF,，不计运动副中的摩擦，试用图解法求各运动副中的反力和平衡力矩,M,1,。,25,解：首先分析各构件的受力状态,构件,2,、,4,为二力杆，受压杆,构件三、四为三力构件，三力汇交于一点,R,12,R,32,R,34,R,54,R,63,P5,R,45,R,65,P,5,+R,45,+R,65,=0,R,43,+R,63,+R,23,=0,R,43,R,63,R,23,R,65,26,R,65,R,34,R,54,R,12,R,32,R,63,P,5,+R,45,+R,65,=0,R,43,+R,63,+R,23,=0,P5,R,45,R,43,R,63,R,23,若考虑运动副的摩擦,27,7-5,题图,7-5,所示的曲柄滑块机构中，设已知机构的尺寸,(,包括轴颈的直径,),，各轴颈的当量摩擦系数,0,滑块与导路之间的摩擦系数,及驱动力,F(,回行时力,F,的方向向右,),。设从动件,1,上的阻力矩为,M,r,。若不计各构件的质量，求,=45,o,135,o,225,o,和,315,o,时，各运动副中总反力的作用线。,28,2,1,3,A,B,C,4,F,r,Mr,2,1,3,A,B,C,4,F,rMr,21,23,R,32,R,12,R,43,29,例 图示为一曲柄滑块机构的三个不同位置，,F,为作用在滑块上的力，转动副,A,和,B,上所画的虚线圆为摩擦圆，试确定在此三个位置时，连杆,AB,上所受作用力 的方向。,30,R,0,23,R,0,43,1,2,3,4,R,23,R,43,R,23,32,4,3,2,1,34,R,23,R,43,34,34,R,34,32,32,31,例 图示为一平压机。巳知作用在构件,1,上的主动力,F,500N,，转动副处的圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧，要求在图示位置：,（,1,）画出各构件上的作用力,(,画在该简图上,),。,（,2,）用,F,10 N,mm,的比例尺，画出力多边形，求出压紧力,Q,的大小。,32,R,0,12,R,0,32,23,21,R,32,R,12,33,R,21,F,R,21,R,o,41,0,R,21,R,o,41,F,14,R,41,F,R,21,R,41,0,34,R,23,R,43,R,23,Q,R,43,0,R,23,R,43,Q,v,3,R,21,F,R,41,35,7-9,如题图,7-9,所示的六杆机构中，已知滑块,5,的质量,m,5,=20kg,l,AB,=,l,ED,=100mm,l,BC,=,l,CD,=,l,EF,=200mm,，,1,=,2,=,3,=90,，作用在滑块,5,上的力,P500N,。当取曲柄,AB,为等效构件时，求机构在图示位置的等效转动惯量和力,P,的等效力矩。,解：,在图示位置，构件,2,作瞬时平动,36,7-10,题图,7-10,所示的轮系中，已知各轮齿数,:z,1,=z,2,=20,z,2,=z,3,=40,J,1,=,J,2,=0.Olkg,m,2,J,2,=,J,3,=0.04kg,m,2,。作用在轴,3,上的阻力矩,M,3,=40N,m,。当取齿轮,1,为等效构件时，求机构的等效转动惯量和阻力矩,M,3,的等效力矩。,解：,等效转动惯量,等效阻力矩为：,37,7-15,题图,7-15,所示为某机械以主轴为等效构件时，等效驱动力矩,M,rd,在一个工作循环中的变化规律。设计主轴转速为,n=750r,min,；等效阻力矩,M,rp,为常数；许用速度波动系数,=0.01,。若忽略机械中其余各构件的等效转动惯量，试确定最大盈亏功,Amax,，并计算装在主轴上的飞轮转动惯量,J,F,。,(rad),5000,2,2,3,4,500,M,vd,(N,m),38,(rad),5000,2,2,3,4,500,M,vd,(N,m),解 取主轴为等效构件,(1),求等效阻力矩,M,d,一个,T,内等效驱动力短,M,d,所做功等于等效阻力矩,M,r,所消耗功：,(2),求最大盈亏功,在图中画出等效阻力矩,M,d,1062.5Nm,的直线，它与,M,d,曲线之间所夹的各单元面积所对应的盈功或亏功分别为,Mr,39,绘出能量指示图,最大盈亏功,即,:,A,max,5385.29,(3),求飞轮的转动惯量,将,A,max,代人飞轮转动惯量计算式，,可得：,f,1,f,2,f,3,(rad),5000,2,2,3,4,500,M,vd,(N,m),Mr,1062.5,40,例 在图示定轴轮系中，已知各轮齿数分别为,z,1,z,2,20,，,z,2,z,3,40,；各轮对其轮心的转动惯量分别为,J,1,J,2,0.01kgm,2,，,J,2,J,3,0.04kgm,2,；作用在轮,1,上的驱动力矩,M,d,60 Nm,，作用在轮,3,上的阻力矩,Mr120Nm,。设该轮系原来静止，试求在,M,d,和,M,r,作用下，运转到,t,1.5s,时，轮,1,的角速度,1,和角加速度,1,。,解：,等效转动惯量,41,42,43,44,例 已知一机械系统的等效力矩,Me,对转角,的变化曲线如图所示。各块面积为别为,f,1,340mm,2,，,f,2,810mm,2,，,f,3,600 mm,2,，,f,4,9l0 mm,2,，,f,5,555mm,2,，,f,6,470 mm,2,，,f,7,695mm,2,，比例尺,M,7000,，,1,o,/mm,平均转速,n,m,800r,min,，运转不均匀系数,0.02,。若忽略其它构件的转动质量，求飞轮的转动惯量,J,F,。并指出最大、最小角速度出现的位置。,45,b,c,d,e,f,g,h,A,max,解：先求作能量指示图。,a,a,a-b:-f,1,=-340,a-c:-f,1,+f,2,=470,a-d:-f1+f2-f3=-130,a-e:-f1+f2-f3+f4=780,a-f:-f1+f2-f3+f4-f5=225,a-g:-f1+f2-f3+f4-f5+f6=695,a-h:-f1+f2-f3+f4-f5+f6-f7=0,b,c,d,e,f,g,h,a,图中最高点和最低点分别表示机械系统动能最高和最低时的位置,46,1,）求最大盈亏功,A,max,A,max,(,780+340,),F,SA,112070000.0174,136833.8,2,）求,J,F,令,Jc,0,47,例 如图所示的齿轮传动，,z,1,=20,，,z,2,=60,，轮,1,为主动，驱动力矩,M,d,常数，加在轮,2,上的阻力矩,Mr,的变化规律如图所示。两齿轮绕回转中心的转动惯量分别为,J,1,0.01Kgm,2,，,J,2,=0.03kgm,2,，轮,1,的平均角速度,m,100rad,s,，若不均匀系数,=0.02,。试回答：,（,1,）画出以构件,1,为等效构件时的等效阻力矩,Mer,图，并求出等效驱动力矩,M,ed,=?,（,2,）求出飞轮转动惯量,J,f,=?,并说明飞轮应装在,轴上还是,轴上为好。,48,解,（,1,）,等效构件,1,上的等效阻力矩为,M,er,：,由于,i,12,3,，故等效构件,1,上的等效驱动力矩的一个运动循环为,6,，等效阻力矩作用时间为,3,。,3,6,M,M,er,30,49,3,6,M,M,er,15,30,一个,T,内等效驱动力短,M,d,所做功等于等效阻力矩,M,r,所作功：,M,ed,f1,f2,f,1,f,2,绘出能量指示图，最大盈亏功即为,f,1,。,即,:,A,max,45,50,(3),求飞轮的转动惯量,将,A,max,代人飞轮转动惯量计算式，可得,飞轮应装在,1,轴上为好。,当,A,max,与,一定时，,J,F,与,的平方成反比，故为了减少飞轮的转动惯量，最好将飞轮安装在高速轴上。,51,